Техника за пресъздаване на реч чрез вибрационен анализ на лампа в пендел

Група изследователи от Университета Бен-Гурион в Негев и Научния институт Вайцман (Израел) разработиха техника Ламфон (PDF), за да възстанови разговора и музиката на закрито, използвайки пасивен вибрационен анализ на електрическа крушка във висящо осветително тяло. Електрооптичен сензор, поставен на улицата, е използван като анализатор и с помощта на телескоп е насочен към лампа, която се вижда през прозореца. Експериментът е проведен с 12-ватови LED лампи и дава възможност за организиране на подслушване от разстояние 25 метра.

Методът работи за окачена лампа. Звуковите вибрации създават разлики във въздушното налягане, които причиняват микровибрации на окачен предмет. Такива микровибрации водят до изкривявания на светлината под различни ъгли поради изместване на равнината на сиянието, което може да бъде открито с помощта на чувствителен електрооптичен сензор и демодулирано в звук. Използван е телескоп, за да улови светлинния поток и да го насочи към сензора. Сигналът, получен от сензора (Thorlabs PDA100A2 на базата на фотодиод), беше преобразуван в цифрова форма с помощта на 16-битов аналогово-цифров преобразувател ADC NI-9223.

Отделянето на звуковата информация от общия оптичен сигнал се извършва на няколко етапа, в т.ч band-stop филтриране, нормализиране, намаляване на шума и корекция на амплитудата по честота. Беше подготвен MATLAB скрипт за обработка на сигнала. Качеството на възстановяване на звука при вземане на параметри от разстояние 25 метра се оказа достатъчно за разпознаване на реч чрез Google Cloud Speech API и определяне на музикална композиция чрез услугите Shazam и SoundHound.

В експеримента звукът се възпроизвеждаше в стаята при максимална сила на звука за наличните високоговорители, т.е. звукът беше значително по-силен от нормалната реч. LED лампата също не е избрана случайно, а като осигуряваща най-високото съотношение сигнал/шум (6.3 пъти по-високо от лампа с нажежаема жичка и 70 пъти по-високо от флуоресцентна лампа). Изследователите обясниха, че обхватът на атака и чувствителността могат да бъдат увеличени чрез използване на по-голям телескоп, висококачествен сензор и 24- или 32-битов аналогово-цифров преобразувател (ADC); експериментът беше проведен с помощта на удобен телескоп, евтин сензор и 16-битов ADC.

За разлика от предишния предложен метод "визуален микрофон“, който улавя и анализира вибриращи обекти в стая, като чаша вода или пакет с чипове, Lamphone прави възможно организирането на слушане в реално време, докато визуалният микрофон за реконструиране на няколко секунди говор изисква интензивни изчисления, които отнемат часа . За разлика от методите, базирани на използването високоговорители или твърд диск като микрофон, Lamphone позволява атака да бъде извършена от разстояние, без да е необходимо да стартирате зловреден софтуер на устройства в помещенията. За разлика от атаките, използващи лазер, Lamphone не изисква осветяване на вибриращия обект и може да се произвежда в пасивен режим.

Източник: opennet.ru